外墙双排脚手架搭设高度及立杆的稳定性.doc

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外墙双排脚手架搭设高度及立杆的稳定性
一、 外墙双排脚手架立杆的稳定性计算
（一） 、基本概况
拟搭设外墙双排脚手架总高度H=40m，按步距h=1.7m，立杆纵距la=1.5m，立杆横距lb=1.3m；同一跨度（la）仅仅考虑1个施工作业层的施工活荷载，硬防护层采用木脚手板每隔5层×3m/层=15m设置（按3层木脚手板计算），软防护层采用安全双层平网每隔2层×3m/层=6m设置计算，除设计计算外，搭设的构造要求（设置纵横剪力撑、抛撑、建墙件等等）均应符合《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）的标准要求。
（二） 、计算依据
1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）；
2、其它的国家相关标准规范；
（三）、主要材料
1、（JGJ130-2011）中规定的脚手架钢管宜采用φ48.3×3.6钢管，实际工程中采用φ48×3.5mm的脚手架钢管，并符合国标要求，其截面特征值为：
截面面积A=4.89cm2 回转半径i=1.58cm
惯性矩 I=12.19cm4 重量（质量）g=3.84kg/m
截面模量W=5.08cm3 Q235A级钢f=205N/mm2（规范表5.1.6）
2、 扣件及其它材料：
必须满足现行国家相关标准规范。
（四） 、荷载标准值
1、永久荷载（恒荷载）
（1）架体结构自重（NG1K）：
由本规范附录A表A.0.1得：gk=0.1444KN/m
（2） 构、配件自重（NG2K）
A、木脚手板0.35KN/㎡
B、栏杆、木脚手板挡板0.17KN/m
C、密目式安全立网0.01KN/㎡
D、木支撑板等1.0KN/㎡
2、 可变荷载（活荷载NQK）
作业层的施工荷载标准值按3.0KN/㎡计算
（五） 、立杆底部轴向力设计值
NG1K=40×0.1444=5.78KN
NG2K=0.65×1.5（4×0.35+1.0）+0.17×1.5+40×1.5×0.01=3.20KN
NQK=0.65×1.5×3.0=2.93KN
不组合风荷载时：
由公式（5.2.7-1） N=1.2（NG1K+NG2K）+1.4∑NQK
得 N=1.2（5.78+3.20）+1.4×2.93
=14.88KN
（六） 、验算立杆的长细比
当验算立杆允许长细比时，取K=1.0
立杆的计算长度系数u，查规范表5.2.8得：u=1.75
步距h=1.70m
由公式（5.2.8）lo=Kuh
Lo=1.0×1.75×1.70
=2.98m
=298cm
由公式λ=lo/i
λ=298/1.58
=189＜[λ]=210 （满足要求）
式中[λ]为杆件容许长细比，查规范表5.1.9可得。
（七） 、立杆的稳定性计算
由公式（5.2.8）lo=Kuh （式中 K=1.155）
Lo=1.155×1.75×1.70
=3.44m
=344cm
由公式λ=lo/i
λ=344/1.58
=218
由λ=218查本规范附录A表A.0.6得轴心受压构件的稳定系数ψ值：ψ=0.153
当不组合风荷载时由公式（5.2.6-1） N/ψA≤f
N/ψA=14.88×103/0.153×4.89×100≈199N/mm2
＜f=205N/mm2 (可以满足)
（八） 、脚手架允许搭设高度[H]验算：
当不组合风荷载时 由公式（5.2.11-1）

≈42.68m ＞H=40m （可以满足）
（九） 、计算说明
1、未计算风荷载和安全双层平网的荷载；
2、同一跨度（lo）仅仅计算1个施工作业层的施工活荷载；
3、仅按3层木脚手板作为硬防护层计算荷载；
4、脚手架钢管按φ48×3.5mm的截面特征值计算，并以此计算立杆的稳定性和脚手架的允许搭设高度；
5、脚手架钢管及所有构配件的材料性能、理化指标等必须满足国家现行相关标准、规范及规程。
（十）、意见及结论
1、根据本规范表6.11-1可知：连墙件按二步三跨设置，为了达到拟搭设的脚手架高度，步距由h=1.70m应改为h=1.50m，其它的立杆横距lo=1.30m，立杆纵距la=1.50m仍不变。地面粗糙度B类，基本风压Wo=0.40KN/㎡。
2、构造措施要求：
（1）、主节点处必须设置一根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆除；
（2）、脚手架必须设置纵、横扫地杆，扫地杆采用直角扣件固定在距钢管底端不大于200mm处的立杆上；
（3）、脚手架立杆接长除顶层顶步外，其余各层各步接头必须采用对接扣件连接；
（4）、连墙件：对于高度24m以上的双排脚手架，应采用刚性连墙件与建筑物连接；本工程采用二步三跨的刚性连墙件；每根连墙件覆盖面积S=（2×1.50）×（3×1.50）=13.50㎡＜40㎡（满足要求）；
（5）、剪刀撑与横向斜撑：
A、高度在24m及以上双排脚手架应在外侧全立面连续设置剪力撑（详见本规范第6.6.3条 为强制性条文，必须严格执行）；
B、高度在24m以上的封闭型脚手架，除拐角应设置横向斜撑处，中间应每隔6跨距设置一道；
（6） 、扣件安装：扣件规格应与钢管外径相同，扣件的螺栓拧紧扭力矩不应小于40N·m，且不应大于65N·m（必须配置力矩扳手）；
（7） 尚应满足（JGJ130-2011）中的相关标准要求。
3、本例是按立杆底部支撑于地下室顶板结构之上，并按规定设置底座或垫板，对应于立杆底部地下室顶板之下的支撑架体体系应予以采用加强加固措施，以确保安全；若立杆底部支撑于回填土地基或天然土地基时，应验算地基土承载力和计算立杆底座或垫板面积。
4、脚手架架体的荷载（恒载和活载）应严格控制，不得超载：
（1）、本脚手架架体的所有构、配件搭设除天格按照规范《JGJ130-2011》所规定的所需构、配件和本计算的构、配件以外，不应再增加其它的构、配件，以达到恒载不超载；
（2）、作业层上的施工荷载应严格控制，以达到活荷载不超载；
5、本外墙双排脚手架的底部1层楼或2层楼高的立杆，采用双管立杆，依据为：
（1）、采用φ48×3.5mm的国标钢管进行计算，实际使用的钢管截面尺寸可能小于φ48×3.5mm的截面尺寸；
（2）、计算表明：立杆的稳定性计算的结果基本接近钢材的抗压强度设计值，即
N/ψA=199N/mm2≤f=205N/mm2；
脚手架的搭设高度基本按接近计算的允许搭设高度，即
H=40m＜[H]=42.68m
（3） 、《扣件式钢管脚手架搭设要求与设计计算》（刘嘉福主编）：一般规定：双排架的单管立杆高度≤24m
双排脚手架的双管立杆高度≥6m
6、此外，双排脚手架的构配件、构造要求、施工搭设、拆除、检查与验收、安全管理等均严格按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011)执行。
7、搭设简图：详见“图7-1双排脚手架搭设示意图”，图中仅显示部分杆件。

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